Becuri LED cu economie de energie

Conținutul articolului

• Istoricul lămpilor cu LED
• Cum funcționează și funcționează lampa LED
• Pro și contra contra becurilor LED cu economie de energie
• Cum să alegeți o lampă LED pentru casa dvs.

În acest articol: Istoricul LED-urilor Lampa LED – dispozitiv; caracteristicile lămpii cu LED; producători și prețuri; alegerea unei lămpi cu economie de energie pentru acasă.

Ce fel de iluminat trebuie să avem în casele noastre? În ceea ce privește acest scor, există două opinii: gospodăriile – lumina ar trebui să fie plăcută și nu aspră; liderii țării – iluminatul caselor ar trebui să consume cât mai puțină energie electrică. Creșterea inexorabilă a prețurilor pentru transportatorii de energie este puțin înțeleasă de omul obișnuit din stradă, el fiind mai interesat de întrebarea „de ce aceste lămpi cu economie de energie sunt atât de scumpe”. Acest articol va lua în considerare în detaliu lămpile LED cu economie de energie, care în viitorul foarte apropiat, indiferent de dorința sau dorința consumatorului mediu, ne vor lumina casele. Să ne dăm seama dacă sunt la fel de bune precum sunt descrise?

Istoricul lămpilor cu LED

Totul a început în 1907, când inginerul englez Henry Round, stingând iluminatul în laborator, a observat întâmplător o strălucire în jurul unui contact de diodă sub tensiune. El a decis că strălucirea a fost cauzată de o oarecare greșeală în calcule și nu a acordat o atenție specială acestui lucru, deși a notat acest fapt în raport..

Oleg Vladimirovici Losev

La 16 ani de la acest eveniment, fizicianul sovietic Oleg Vladimirovici Losev a început să studieze strălucirea ciudată care apare la punctul de lipire a contactelor unei diode din carbură de siliciu (carborundum). Losev nu a aflat niciodată natura strălucirii, observând că nu există încălzire la temperaturi ridicate – motivul strălucirii era ascuns într-un fel de proces electronic, necunoscut științei în acei ani. Rezultatele cercetărilor lui Losev despre strălucirea diodelor au fost traduse în mai multe limbi și publicate într-o serie de reviste științifice, dar nu au trezit prea mult interes. La începutul secolului XX, lămpile familiare cu filament incandescent au fost considerate destul de suficiente și indispensabile – nu a fost nevoie să inventați ceva nou.

Interesul continuu pentru strălucirea diodelor a apărut în a doua jumătate a secolului trecut, când inginerul american Rubin Brownstein și-a anunțat descoperirea – diodele realizate din arsenid de galiu (GaAs) emit raze infraroșii atunci când sunt alimentate. Potrivit inginerului, exact aceeași radiație a fost observată de el în diode formate din fosfură de indiu (InP), antimonidă de galiu (GaSb) și constând dintr-un aliaj siliciu-germaniu..

Prima diodă cu infraroșu a fost patentată în 1961 de cercetătorii americani Gary Pitman și Robert Byard. Dar era imposibil să folosești astfel de diode pentru a ilumina spațiile, deoarece razele infraroșii sunt în afara spectrului vizibil pentru ochiul uman.

Om de știință și inventator american Nick Holonyak

Creatorul LED-ului cu drepturi depline a fost Nick Holonyak, Jr., care în 1962 a creat o lumină cu LED-uri care emite lumină roșie vizibilă. Holonyak este considerat „tatăl” lămpilor cu LED-uri. 10 ani mai târziu, studentul său George Craford a creat primul LED care emite lumină galbenă, de asemenea, de zece ori luminozitatea LED-urilor roșii și roșii portocaliu..

Cu toate acestea, noile surse de lumină nu erau în special cererea comercială – desigur, deoarece costul unui LED era la acel moment de 200 USD. Prima producție de LED-uri cu succes comercial în 1968 a fost înființată de compania americană „Monsanto”, specializată în produse chimice, acestea fiind LED-uri din aliaje de arsenidă de galiu și fosfură de indiu. Monsanto a făcut LED-urile populare și răspândite în calculatoarele electronice și ceasurile digitale – din 1968 până în 1970, monopolul LED a vândut de două ori mai multe produse decât în ​​fiecare lună anterioară. Introducerea LED-urilor în electronică se datorează Hewlett-Packard, care a fost primul care a apreciat valoarea LED-urilor pentru aparatele electrice și le-a achiziționat în mod activ de la Monsanto..

În 1970, monopolul lui Monsanto pe piața LED-urilor a fost încheiat – folosind cipuri semiconductoare de la Dr. Jean Ernie, compania americană Fairchild Semiconductor a început să producă LED-uri ieftine, în valoare de cinci cenți fiecare.

Timp de zeci de ani, LED-urile au fost utilizate în mod activ în electronicele de consum și industriale, dar nu și pentru iluminatul interior. Ideea creării de lămpi cu LED-uri cu dimensiuni complete, care să ne lumineze casele mai bine decât oricare „lămpi Ilyich” a venit de la Shuji Nakamura, care a lucrat pentru compania japoneză „Nichia Corporation” – a fost sub conducerea sa că inginerii companiei au creat primul 1993 albastru cu luminozitate înaltă în 1993.

Primul LED care emite lumină albă strălucitoare a fost creat nu cu mult timp în urmă – în 1997, inginerul american Fred Schubert a devenit creatorul său..

Astăzi, lămpile cu LED-uri cu economie de energie există deja, dar ele sunt în continuare îmbunătățite, deoarece primele LED-uri, a căror intensitate luminoasă a devenit egală și, ulterior, a depășit luminozitatea lămpilor incandescente, au apărut abia la începutul secolului XXI..

Cum funcționează și funcționează lampa LED

Dispozitivul oricărei lămpi LED moderne este următorul:

• baza. Un element standard al oricărei lămpi, proiectat să fie înșurubat în suportul lămpii;
• demaror de balast (șofer) închis într-o cutie din plastic cu găuri de ventilație. Convertește curent alternativ în curent continuu, conține condensatoare mai puternice decât în ​​circuitul balastului lămpii fluorescente. Motivul este următorul – căldura generată de diode în lămpile cu LED-uri nu este îndreptată spre exterior, dar în interiorul corpului său, prin urmare, sunt necesare găuri de ventilație în corpul balastului. Durata de viață a oricărei lămpi cu LED este asociată cu numărul de găuri de ventilație din carcasă și fiabilitatea condensatoarelor, precum și cu diodele zener care egalizează tensiunea în caz de căderi de tensiune;
• calorifer de aluminiu. Coastele sale proeminente sunt situate de-a lungul și într-o spirală, care îmbunătățește disiparea căldurii;
• placa pe care sunt instalate ledurile. Fabricat din aluminiu, pe partea laterală orientată către calorifer, se aplică pastă termică, care îndepărtează căldura – 90% din radiația de căldură de la LED-uri se încadrează pe placa de aluminiu în care sunt instalate;
• LED-uri, în număr de la 5, asigurând puterea totală a lămpii. Fluxul luminos generat de ei depinde de calitatea LED-urilor;
• difuzor luminos montat pe un inel interior din aluminiu. Fabricat din plastic mat, este utilizat pentru dispersia uniformă a fasciculului de lumină de la LED-uri. Practic nu este încălzit.

Elementele principale ale unei lămpi cu LED sunt LED-uri – dispozitive semiconductoare care transformă curentul electric în radiații luminoase. Orice LED constă dintr-un substrat non-conductiv pe care este așezat un cristal semiconductor – ambele elemente sunt închise într-un pachet cu cabluri de contact pe o parte și o lentilă din plastic pe cealaltă parte. Spațiul liber dintre lentilă și cristal este umplut cu silicon incolor, structura LED-ului este fixată pe o bază de aluminiu, care elimină căldura și face ca LED-ul să fie mai rigid.

De ce se aprinde LED-ul? Secretul strălucirii constă în recombinarea electronilor între două contacte semiconductoare cu o conductivitate diferită. Cristalul semiconductor în punctele de ieșire este dopat cu o impuritate a acceptorului care conține un număr insuficient de electroni, pe de o parte, și o impuritate a donatorului, unde electronii sunt abundenți, pe de altă parte. Când se aplică putere, electronii se recombină și energia în exces rezultată este transformată în lumină vizibilă. La prima vedere, se pare că cu cât este mai mare curentul, cu atât LED-ul va fi mai intens. Așa este, intensitatea energiei luminoase va fi mai mare, dar, în același timp, datorită rezistenței în semiconductor, încălzirea diodei va crește brusc, ceea ce va face ca contactele să se topească sau semiconductorul să se ardă.

Pro și contra contra becurilor LED cu economie de energie

Lămpile cu LED care există astăzi au atât avantaje, cât și dezavantaje – dezvoltarea lor într-o sursă de lumină plină de acțiune în casele noastre nu a fost încă finalizată..

Caracteristici pozitive:

• cel mai mic, în comparație cu orice alte tipuri de lămpi de uz casnic, consumul de energie electrică – de 8-10 ori mai mic decât cel al lămpilor cu un filament incandescent;
• eficiență luminoasă ridicată, aproximativ 120 de lumeni pe watt de energie cheltuită. Pentru comparație, puterea de lumină a „lămpilor lui Ilici” este de la 10 la 24 de lumeni pe watt, pentru lămpile fluorescente – de la 60 la 100 de lumeni pe watt;
• cea mai mare, în comparație cu orice alte lămpi de iluminat, durata de funcționare de aproximativ 50.000 de ore, cu condiția ca lampa LED în sine să fie de construcție de înaltă calitate și să fie utilizate materiale de înaltă calitate la fabricarea acesteia;
• obținerea diferitelor caracteristici ale spectrului fără a utiliza filtre de lumină, adică prin analogie cu lămpile incandescente;
• durabilitate și siguranță pentru utilizatori. Lampa LED nu se va rupe și nu va fi deteriorată dacă a fost aruncată accidental, adică. cioburi de sticlă, tipice pentru o situație similară cu orice altă lampă de iluminat, nu vor fi. Elementele sale nu conțin componente periculoase de origine chimică, care sunt prezente, de exemplu, în lămpile fluorescente;
• nu depinde de numărul de aprindere și dezactivare, în cazul altor lămpi, numărul de aprindere / oprire afectează grav durata de funcționare;
• în siguranță în funcționare – nu este necesară o tensiune ridicată, cea mai ridicată temperatură a LED-ului și a accesoriilor de închidere nu va depăși 60 ° С.

Caracteristici negative:

• preț mare. Astăzi costul lămpilor cu LED-uri depășește de 8-10 ori costul lămpilor fluorescente de putere similară. Reducerea prețurilor cu amănuntul fără a pierde calitatea este principala provocare pentru producătorii de lămpi cu LED-uri;
• nevoie de o radiator. Dimensiunile LED-urilor sunt prea mici și nu sunt suficiente pentru a disipa independent căldura generată de aceștia în timpul funcționării – cu cât este mai puternică lampa cu LED, cu atât dimensiunea și suprafața caloriferului de care are nevoie. În consecință, dimensiunea impresionantă a radiatorului din aluminiu afectează costul lămpii, în plus, va fi dificil sau imposibil să instalați o lampă LED puternică în lămpi obișnuite – nu se va încadra în ele;
• în absența unui condensator care să egalizeze fluxul luminos al LED-urilor, există o undă de lumină vizibilă;
• atunci când construiți o lampă bazată pe LED-uri ieftine, puterea sa de lumină scade până la maximum 100 lm / W și devine egală cu lămpile fluorescente, adică. un avantaj important al lămpii cu LED este pierdut;
• spectrul luminos generat de LED-uri este monocrom și diferă semnificativ de lumina soarelui natural. Pentru a înmuia radiațiile de lumină monocromă, sunt necesari fosfori speciali;
• fluxul luminos generat este orientat îngust și necesită instalarea mai multor lămpi multidirecționale sau a unui difuzor de lumină, cu toate acestea, utilizarea acestora din urmă reduce semnificativ intensitatea iluminării.

Cum să alegeți o lampă LED pentru casa dvs.

În magazinele hardware din Rusia, lămpile LED cu economie de energie nu sunt la fel de răspândite ca cele fluorescente – sunt mai scumpe, prin urmare, au o cerere mai mică. Cei mai mari producători de lămpi cu LED: American General Electric, German Osram, Bioledex și BLV licht, Dutch Philips, Indian Sylvania, Russian Optogan – costul produselor lor variază de la 600 la 3.000 de ruble … pentru o lampă.

În plus față de mărci bine cunoscute, lămpile cu LED-uri ieftine, de la producătorii autohtoni mici și mici, se găsesc adesea în magazine – în opinia mea, nu ar trebui să cumpărați produsele lor, deoarece costul redus se datorează cel mai probabil economiilor la componente, ceea ce înseamnă că astfel de lămpi nu vor dura mult.

Și acum despre criteriile de alegere a lămpilor cu LED:

• puterea lămpii. O lampă incandescentă de 100 W corespunde unui LED de 12-15 W, iar fluxul luminos al unei lămpi cu LED de 15 W va fi puțin mai intens decât cel al unei „lămpi Ilyich” de 100 W;
• temperatura ușoară. Temperatura luminii din Kelvin va fi aplicată pe pachet sau pe corpul lămpii, lumina solară cu care suntem obișnuiți are o temperatură de 2 700 – 3 000 K. Temperatura luminii lămpilor din Kelvin își datorează originea culorii barei metalice încălzite în cuptor – până la 3 000 K este galben-alb , devine din ce în ce mai alb cu creșterea temperaturii. Lămpile care emit lumină la o temperatură mai mare de 3000 K sunt mai luminoase, dar lumina lor este greu de tolerat și este adecvată numai în spațiile de birou;
• unghiul de iluminare. Dacă toate ledurile din lampă sunt situate în același plan, atunci natura iluminării va fi focală, direcționată îngust – fiecare LED emite un flux luminos direcționat. Pentru difuzarea luminii și iluminarea eficientă a încăperii, va fi convenabil dacă LED-urile sunt plasate pe mai multe planuri, iar lampa în sine este echipată cu lentile de difuzie luminoasă, acoperite din interior cu un fosfor;
• raportul de redare a culorilor. Valoarea acesteia trebuie indicată pe ambalajul lămpii, pentru LED-uri, coeficientul este de obicei de la 70 la 95 – cu cât valoarea dată pe ambalaj este mai mare, cu atât lampa cu LED-uri va străluci și invers. Dacă pe pachet este indicat indicele de redare a culorilor de 95 și costul lămpii în sine este scăzut – aceasta este o încercare de a înșela cumpărătorul, lămpile ieftine nu pot avea o redare de culori atât de ridicată;
• îndepărtarea căldurii. Prezența unui calorifer de aluminiu este necesară și, dacă se folosește plastic în loc de aluminiu, refuzați să cumpărați această lampă, aceasta nu va dura mult timp;
• ore de lucru. De obicei, producătorii cotează 30.000 de ore de lucru, ceea ce este de fapt o medie. Lampa în sine după această perioadă va continua să funcționeze, dar luminozitatea acesteia va scădea cu aproximativ 30% – încălzirea LED-urilor în timp reduce intensitatea fluxului luminos.

Nu am nicio îndoială că în următorii 5-10 ani, lămpile cu LED-uri vor fi îmbunătățite – numărul de lumeni pe watt consumat va crește, iar costul va scădea semnificativ. Acestea vor deveni nu mai puțin populare, așa cum au fost odată lămpile incandescente, doar mai profitabile atât pentru consumatorul mediu, cât și pentru stat. Dar va dura timp …

Intrări similare:

1. Ferestre cu eficiență energetică și sticlă cu economie de energie Conținutul articolului Istoricul dezvoltării industriei de ferestre Aspecte teoretice Tipuri de ferestre cu geam termopan care economisesc energie Problema utilizării raționale a resurselor naturii este foarte relevantă astăzi în întreaga lume...
2. Sticla cu economie de energie pentru geamurile din plastic Locuitorii de megacități moderne, care își petrec cea mai mare parte a vieții în interior, sfâșiați în principal între un birou și un apartament, au mare nevoie de lumina soarelui. Acest...
3. Economie de energie acasă Conținutul articolului Economisirea energiei – motive și obiective Cum să frânează dispozitivele electrice de uz casnic Cum să economisiți electricitate În acest articol: de ce ai nevoie cu adevărat de a...
4. Casă mică cu economie de energie, realizată de studioul de design Kodasema O casă mică și îngrijită Condiții de trai confortabile Un spațiu interior confortabil Cu toate acestea, Kodasema încurajează viitorii proprietari de astfel de locuințe să le atașeze la infrastructura urbană, care...

Citește mai mult  Cum să pregătești sistemul de încălzire al unei case private pentru lansare